張　宵

(西安計量技術(shù)研究院，西安 710068)

0　引言

出租車計價器是國家重點管理的計量器具之一。作為一種強(qiáng)制檢定計量器具，其計量性能的準(zhǔn)確與否關(guān)系到司乘人員的貿(mào)易公平問題，因而計價器的計量檢定工作有著重要的意義。檢定所依據(jù)的現(xiàn)行有效的技術(shù)文件是JJG 517—2009《出租汽車計價器》檢定規(guī)程。根據(jù)規(guī)程要求，計價器的檢定分為本機(jī)檢定和使用誤差檢定兩部分[1]。經(jīng)本機(jī)檢定合格的計價器需安裝到出租車上，連同車輛一起進(jìn)行使用誤差的檢定，合格后出租車才能正式營運。規(guī)程中明確規(guī)定了何種情況下必須進(jìn)行使用誤差的檢定，同時該檢定施行強(qiáng)制性的周期檢定(周期一般為1年)，這也充分說明了使用誤差的檢定對于計價器計量準(zhǔn)確性的重要意義，可以說使用誤差的檢定是計價器計量檢定工作的核心部分。因而，正確檢定使用誤差至關(guān)重要。

1　使用誤差檢定的方法

按照規(guī)程要求，檢定使用誤差的標(biāo)準(zhǔn)裝置采用的是滾輪式的檢定裝置，這種滾輪式的檢定裝置設(shè)計了兩對主滾輪和副滾輪，主滾輪周長一般為1m，它由電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動汽車輪胎轉(zhuǎn)動，主滾輪每轉(zhuǎn)一周，相當(dāng)于汽車前進(jìn)了1m。檢定時需使得汽車載荷、輪胎及輪胎壓力等因素滿足條件要求。一般選擇起程和兩個續(xù)程為采樣點，對比各采樣點的計價器示值和標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值，按照式(1)計算使用誤差，以判斷該計價器是否處于合格范圍內(nèi)，是否可以上路營運。

(1)

式中：Dw是使用誤差，%；D是計價器示值，m；C是輪胎修正值，作為修正輪胎在路面上和滾輪上行駛狀況差異的系數(shù)；Jd是標(biāo)準(zhǔn)器示值，m。

規(guī)程規(guī)定的方法是利用滾輪式裝置模擬汽車在道路上行駛的情況，對比標(biāo)準(zhǔn)器示值和計價器示值以判斷計價器能否準(zhǔn)確計量里程。事實上，許多地方采用“路檢”方法進(jìn)行使用誤差的檢定。其方法通常是選取一段“標(biāo)準(zhǔn)路段”，出租汽車在此路段上行駛，計價器顯示至采樣點時停車，量取此時汽車行駛的實際距離，以此作為標(biāo)準(zhǔn)值與計價器示值進(jìn)行比較，并判斷計價器的使用誤差是否合格?！奥窓z法”優(yōu)點在于測量方法簡單直觀，易于被人理解，而且不需要測定輪胎修正值C，從而大大減少了檢定工作量。但是使用時應(yīng)該考慮幾個問題：1)“路檢法”所需要的“標(biāo)準(zhǔn)路段”是否實際可行？交通狀況是否良好？既能保證檢定工作安全順利進(jìn)行，又能保證不影響交通車流。2)檢定時應(yīng)該選取多長路段？車速應(yīng)選取多少？3)“標(biāo)準(zhǔn)路段”采用水泥路面還是柏油路面，對檢定結(jié)果是否會有影響，路面清潔程度應(yīng)滿足什么條件？4)“標(biāo)準(zhǔn)路段”是否平坦筆直，如何盡可能保證汽車直線行駛？因為彎曲會帶來較大的誤差。5)如何最大限度降低剎車、讀數(shù)等人為因素誤差？這些問題在檢定時應(yīng)充分考慮，有的甚至需要通過試驗來確定該法是否可行。

我國出租汽車計價器檢定規(guī)程要求必須采用滾輪式標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定計價器的使用誤差。“路檢法”從原理上講是可行的，但是并沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此使用時應(yīng)考慮該方法是否科學(xué)合理，實際是否可行。

2　正確確定K值

檢定計價器的使用誤差首先要確定計價器常數(shù)K，只有正確確定K值，才能保證計價器的使用誤差處于規(guī)程要求的合格范圍內(nèi)。規(guī)程中K值定義為正確顯示車輛1km行程而必須接受的脈沖數(shù)[1]。W為車輛特征系數(shù)，表示車輛實際行駛1km時輸出給計價器的脈沖數(shù)。因此正確確定K值的過程，就是調(diào)整K值使得K=W的過程。檢定時，通過多次檢定嘗試調(diào)整K值，不僅工作量大，而且檢定效率低下，更容易造成司機(jī)的不耐煩從而增加檢定的阻力。事實上目前大多采用式(2)來調(diào)整K值。通過對式(2)的推導(dǎo)及驗證，證明該公式確實可行有效[2]。使用該公式大大增加了調(diào)整K值的準(zhǔn)確率，同時提高了檢定效率。

(2)

式中：Kn為計價器正確顯示里程所要求的K值，r/km；K1為計價器初始設(shè)定的K值，r/km；D為計價器示值，m；Jd為標(biāo)準(zhǔn)器示值，m；C為輪胎修正值，%。

將計算好的K值賦值給計價器，連同車輛再次檢定其使用誤差，合格后出具使用誤差檢定證書。

3　檢定過程中的幾個影響因素

檢定計價器的使用誤差時，特別要注意汽車輪胎、輪胎壓力、載荷以及采樣等因素對使用誤差檢定過程的影響。

3.1　輪胎及輪胎壓力的影響

規(guī)程要求被檢出租車的輪胎要清潔、干燥。因為輪胎的濕滑會使得輪胎與滾輪間的摩擦力減小，二者間會因此而“打滑”，從而出現(xiàn)“丟轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，造成檢定結(jié)果的不準(zhǔn)確。除此之外還要保證輪胎清潔，輪胎清潔才能盡可能保證與滾輪之間的最大摩擦力，最大限度地減小兩者間的相對滑動，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時清潔的輪胎也有利于標(biāo)準(zhǔn)裝置滾輪的維護(hù)。

目前出租車驅(qū)動輪大都是子午線輪胎，要注意更換輪胎時，必須保證與原輪胎型號一致。輪胎型號決定了輪胎周長，輪胎周長則影響使用誤差的檢定結(jié)果。若同樣壓力下驅(qū)動輪的型號不同，那么一般情況下輪胎周長必然不同，進(jìn)而會造成使用誤差的變化。所以檢定時要注意對比輪胎與出廠時輪胎型號的一致性。

杜絕使用“光胎”。汽車輪胎使用一定時間后，車輪表面嚴(yán)重磨損到顯露磨損標(biāo)志時，此時的輪胎就已經(jīng)是“光胎”了。“光胎”的排水、抓地性能已經(jīng)大大降低，繼續(xù)使用則會有安全隱患。文獻(xiàn)[3]引用日本對汽車輪胎的相關(guān)研究，結(jié)果表明對于輻射型輪胎舊胎與新胎相比有效周長約有-(0.9%～1.1%)的變化，這樣輪胎的新舊會造成使用誤差檢定結(jié)果的不同；同時文獻(xiàn)[4]中還指出驅(qū)動輪為“光胎”的會造成計價器使用誤差1%的變化，因此檢定這樣的出租車時，要求先更換同型號輪胎后再進(jìn)行檢定。

輪胎壓力的大小直接影響其有效周長的大小，使用誤差檢定時需要規(guī)定壓力大小。對于輻射型輪胎，雖然輪胎氣壓從0.16MPa至0.22MPa變化時，其周長變化不大[3]，但是對于車型、輪胎型號相同的出租車，較大的氣壓差異對輪胎的有效周長還是很有影響的，因此需要在檢定過程中對輪胎壓力進(jìn)行技術(shù)要求以設(shè)置檢定的“標(biāo)準(zhǔn)條件”，不過需要注意的是輪胎壓力的設(shè)置應(yīng)為汽車制造廠規(guī)定的額定壓力而非輪胎制造廠所要求的額定壓力[5]。

3.2　出租車載荷的影響

文獻(xiàn)[3]中敘述了載重對輪胎有效周長的影響，載重增加后輪胎的有效周長變小，對于輻射型輪胎周長稍有變化，幅度不大。規(guī)程要求檢定時汽車載荷為兩個成年人的重量，并未量化載重要求，一是不太容易量化，另外就是載荷影響不大。當(dāng)然也要防止車身過輕使得輪胎與滾輪間的摩擦力減小，出現(xiàn)相對滑動的現(xiàn)象；另外，檢定時司機(jī)坐在駕駛位置上，檢定人員坐在副駕駛位置也可以使兩個汽車驅(qū)動輪受力較為均勻，電機(jī)帶動汽車能較為穩(wěn)定地運行。

3.3　采樣的影響

在使用誤差的檢定過程中一般都是“手動采樣”，由于檢定員都會有一個反應(yīng)過程，因此在檢定點處采樣時，總會稍稍滯后于實際標(biāo)準(zhǔn)值，這個反應(yīng)過程就引入了誤差，所以在進(jìn)行使用誤差測量結(jié)果的不確定度分析中一般都會考慮手動采樣引入的不確定度分量。為消除這個人為誤差，可采取“自動采樣”的方法[6]。不過需要注意的是“自動采樣”從技術(shù)上講是可行的，但是為接收計價器輸出的變價信號必然會多出一個硬件接口，這個是否符合我國計價器型式評價要求，是否符合規(guī)程要求還需考慮；另外這個接口同時也帶來了輸入非法脈沖的隱患。手動檢定時，為使采樣盡量準(zhǔn)確，需要檢定員注意力集中，反應(yīng)迅速?，F(xiàn)在多數(shù)計價器計程分辨力為0.1km，如果能設(shè)計成0.01km，則有利于檢定員準(zhǔn)確采樣，這樣也能大大減小手動采樣引入的誤差。

3.4　采樣需要注意的一個問題

有人考慮在電機(jī)剛啟動時輪胎因為慣性保持靜止?fàn)顟B(tài)，這樣輪胎與主滾輪之間理論上會有一定的相對滑動，為消除這個相對滑動引入的誤差，可以等系統(tǒng)運行穩(wěn)定后利用“采樣間隔”進(jìn)行使用誤差的計算。例如，系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后，在計價器示值D1處采樣，此時標(biāo)準(zhǔn)器示值為Jd1；運行至計價器示值D2處時采樣，標(biāo)準(zhǔn)器示值為Jd2。以ΔD=D2-D1作為計價器顯示的里程值，其相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)器示值則為ΔJd=Jd2-Jd1，將其帶入式(1)中計算使用誤差。

從消除啟動時的相對滑動這個問題考慮，這種取樣方式似乎合理可行。但是這樣的操作不符合規(guī)程要求，而且利用“采樣間隔”計算的使用誤差隨機(jī)性較大，對于同一被檢系統(tǒng)，不同的采樣間隔計算出的使用誤差結(jié)果可能相差很大[7]，所以該方法的結(jié)果有很大的不確定性。因此即使是為消除啟動時引入的誤差，也不能采用這種方法。

4　正確確定輪胎修正值C

規(guī)程中規(guī)定了輪胎修正值的測量和計算方法，修正值C的測量是通過測量A和B兩個量來實現(xiàn)的。B是左右驅(qū)動輪在平直路面上行駛5周的里程的平均值，A是左右驅(qū)動輪在主滾輪上沿汽車前進(jìn)方向行駛5周的里程的平均值。B值較易測量，需要注意的是要準(zhǔn)確定位輪胎行駛5周后的終點。A值測量起來較為困難，主要有幾個問題：1)規(guī)程中未規(guī)定測量A值的方法細(xì)節(jié)。輪胎轉(zhuǎn)5周的里程是否用主滾輪圓周進(jìn)行計算也未說明，是否需要準(zhǔn)確測量主滾輪周長？2)如何準(zhǔn)確對輪胎旋轉(zhuǎn)5周進(jìn)行定量？3)如果使用滾輪周長計算行駛的里程，那么就需要明確知道輪胎旋轉(zhuǎn)5周后主滾輪的轉(zhuǎn)數(shù)，如何準(zhǔn)確定量出檢定裝置計數(shù)器的值？

使用主滾輪周長計算輪胎轉(zhuǎn)5周行駛的里程時，由于一般檢定裝置的計數(shù)器分辨力為1，而輪胎旋轉(zhuǎn)5周后滾子實際的轉(zhuǎn)數(shù)不一定恰好是個整數(shù)，這時計數(shù)器就無法準(zhǔn)確計量滾子的實際轉(zhuǎn)數(shù)了。為解決該問題，可以考慮增加輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。例如待輪胎旋轉(zhuǎn)到1000周時按下采樣鍵讀取此時計數(shù)器的示值，用該值除以200即得到滾子的實際轉(zhuǎn)數(shù)，再與滾輪周長相乘則得到輪胎旋轉(zhuǎn)5周行駛的里程數(shù)。需要注意的是采樣時盡可能同步采樣，減小因反應(yīng)滯后帶來的誤差。至于如何準(zhǔn)確定量輪胎的轉(zhuǎn)數(shù)，可以考慮使用轉(zhuǎn)速測量儀測量其轉(zhuǎn)數(shù)。

輪胎修正值C測量過程復(fù)雜，工作量大，不能逐一測量每輛出租車的修正值，規(guī)程要求只對于新車型使用誤差的首次檢定才需測量其值[1]。對于同一地區(qū)的出租汽車，一般車型較為固定，因此可以歸納出該地區(qū)不同車型、輪胎的修正值，采取經(jīng)驗運用。文獻(xiàn)[4]中歸納出本地區(qū)的修正值范圍，計算出不同修正值時起程點和兩個續(xù)程點在使用誤差臨界點的標(biāo)準(zhǔn)器示值，總結(jié)出一個標(biāo)準(zhǔn)器示值合格適用范圍，對于任一出租車只要檢定時采樣點的標(biāo)準(zhǔn)器示值落于該范圍內(nèi)，即可認(rèn)為其計價器使用誤差是合格的，這種利用輪胎修正值的方法可以借鑒。

5　結(jié)論

作為出租車計價器計量檢定的核心部分，使用誤差的正確檢定至關(guān)重要。本文重點從檢定的方法、與使用誤差相關(guān)的兩個關(guān)鍵值(K值和C值)和檢定過程中的幾個影響因素三方面討論了檢定使用誤差時應(yīng)該考慮和注意的幾個問題。綜述了使用誤差的檢定方法，并指出了使用“路檢法”時需要思考的問題；敘述了正確確定K值的方法以及確定C值時需要考慮的問題，且提出了關(guān)于如何準(zhǔn)確測量C值的一些思考；分析了輪胎、輪胎壓力、汽車載荷以及采樣等幾個因素對使用誤差檢定過程的影響。有助于檢定人員檢定過程中注意這些細(xì)節(jié)問題，規(guī)范操作，正確檢定。

[1]JJG 517—2009出租汽車計價器[S]

[2]張宵，高慶東，童海紅，崔亮.出租車計價器K值調(diào)整公式的推導(dǎo)[J].計量技術(shù)，2011(10)：56-57

[3]吳承琦.出租汽車計價器實用技術(shù)手冊[M].北京：中國計量出版社，2003：160-164

[4]李杰.出租汽車計價器檢測中輪胎相關(guān)問題的探討[J].計量與測試技術(shù)，2007，34(6)：16-17

[5]于寶良，錢大鼎.出租汽車計價器[M].北京：中國計量出版社，2010：26

[6]呂慶強(qiáng)，梁立新，金周建，麥偉明.出租汽車計價器整車自動檢定的實現(xiàn)[J].計量技術(shù)，2000(6)：36-38

[7]張宵，高慶東，童海紅，崔亮.關(guān)于《出租汽車計價器使用誤差的快速調(diào)整》一文中幾個問題的討論[J].計量技術(shù)，2012(3)：62-65